package com.ftg.learn.chapter04.string;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @author 布衣
 */
public class KMP {

    //张旭
    // next lps
//    lps [0,0,1,2,0]
//    next[-1,0,0,1,2]
    public static int[] getNextArr(String s) {
        if (s.length() == 1) return new int[]{-1};
        int[] next = new int[s.length()];
        next[0] = -1;
        next[1] = 0;
        int cn = 0;//当前要和i-1比较的位置
        int i = 2;
        char[] chs = s.toCharArray();
        while (i < chs.length) {
            if (chs[cn] == chs[i - 1]) {
                next[i++] = ++cn; //i位置的值已经确定下来了
            } else if (cn > 0) {
                cn = next[cn];
            } else {
                next[i++] = 0;//没有与当前位置相同的字符
            }
        }
        return next;
    }

    /**
     * 计算给定模式字符串的LPS数组。
     *
     * @param pattern 模式字符串
     * @return LPS数组
     */
    public static int[] computeLPSArray(String pattern) {
        int[] lps = new int[pattern.length()];
        int length = 0; // 最长相同前后缀的长度
        int i = 1;
        lps[0] = 0; // lps[0] 总是0

        while (i < pattern.length()) {
            if (pattern.charAt(i) == pattern.charAt(length)) {
                length++;
                lps[i] = length;
                i++;
            } else {
                if (length != 0) {
                    length = lps[length - 1];
                } else {
                    lps[i] = 0;
                    i++;
                }
            }
        }
        return lps;
    }

    /**
     * 使用KMP算法在主字符串中查找模式字符串的所有出现位置。
     *
     * @param text   主字符串
     * @param pattern 模式字符串
     * @return 所有匹配的起始索引列表
     */
    public static List<Integer> kmpSearch(String text, String pattern) {
        int[] lps = computeLPSArray(pattern);
        List<Integer> matches = new ArrayList<>();
        int i = 0; // text的索引
        int j = 0; // pattern的索引

        while (i < text.length()) {
            if (pattern.charAt(j) == text.charAt(i)) {
                i++;
                j++;
            }
            if (j == pattern.length()) {
                // 找到一个匹配
                matches.add(i - j);
                j = lps[j - 1]; // 继续查找下一个匹配
            } else if (i < text.length() && pattern.charAt(j) != text.charAt(i)) {
                if (j != 0) {
                    j = lps[j - 1];
                } else {
                    i++;
                }
            }
        }
        return matches;
    }

    // 主方法，用于测试kmpSearch方法
    public static void main(String[] args) {
        String text = "ABABABCABABABCABABABC";
        System.out.println(Arrays.toString(computeLPSArray(text)));
        System.out.println(Arrays.toString(getNextArr(text)));
        String pattern = "ABABC";
        List<Integer> matches = kmpSearch(text, pattern);
        System.out.println("模式字符串在主字符串中的出现位置: " + matches);


//        求lps数组 :
//
//        "ABABABCABABABCABABABC"
//
//        "ababcdef"
//         [0,0,1,2,0,0,0,0]
//        "absk"
//
//        "kjxkjxuikjx"

    }
}

